Раскрой листового металла, а также производство заготовок из профильного проката требуют применения высокоточных технологий. Причём при работе с различными сталями необходимо учитывать и твёрдость, и хрупкость, и термостойкость и даже температуру плавления. Нарушение требований технологии может привести к потере характеристик конкретного сплава и, как следствие, к браку продукции.
Для выполнения различных задач, связанных с резкой металла, постоянно разрабатываются и совершенствуются производственные технологии. Практически все виды резки выполняются на промышленном оборудовании, различающимся мощностью, производительностью, скоростью резки и т.д. Лидирующие позиции на любом производстве занимают станки с ЧПУ – числовым программным управлением, дающие возможность раскроя металла с погрешностью не более 0,01 мм. Тем более, такое оборудование полностью автоматизировано и не требует трудозатрат. Обслуживающий персонал выполняет лишь роль оператора, корректируя программу и подавая сырьё в рабочую зону.
Некоторые способы резки металла можно применять даже в «бытовых» условиях: в домашней мастерской, в гараже. В материале статьи – обзор основных способов резки металла, их преимущества и сфера применения.
Промышленные виды резки
Резка металла используется в каждом производстве: автомобилестроительном, судостроительном, авиастроительном. Заготовки и элементы, выполненные по заданным размерам, применяют для создания корпусов, машин, механизмов, пневматических и гидравлических систем. Чаще всего на предприятиях присутствую следующие виды резки:
- газовая;
- плазменная;
- лазерная;
- обработка металла на станках с ЧПУ.
Газовая резка основана на высокотемпературном воздействии на поверхность металла. Во многом она схожа с электродной резкой. Поверхностный слой стали разогревается до температуры, превышающей температуру плавления, кислородно-пропановой струёй. Газовая резка считается «грубым» способом. Ещё один недостаток – низкая скорость реза. Достоинство – возможность проведения работ в любых условиях. Достаточно наличия баллонов с газом и газового резака. Электродная резка по скорости и качеству имеет такие же невысокие показатели, но оборудование требует подключения к сети переменного тока.
Плазменная резка применяется для обработки токопроводящих сплавов и диэлектриков. Она выполняется раскалённой до температуры 10 000–15 000°С струёй плазмы, направляемой на поверхность металла с высокой скоростью. В качестве «разгонного блока» используется электромагнитное поле. Плазменная резка позволяет обрабатывать стали толщиной до 250 мм. Преимущества – ровный и чёткий рез, не требующий последующей механической обработки кромок. Технология считается современной, точной, быстрой. Важная особенность: зона реза не перегревается, поэтому искусственная термозакалка исключена.
Лазерная резка, как и плазменная, считается высокоточной. Луч лазера генерируется излучателем, фокусируется оптической головкой и направляется на поверхность металла. Чем меньше фокусное расстояние, тем выше энергия луча. Поверхность металла расплавляется и испаряется. Продукты расплава удаляются из зоны реза вспомогательным газом. Благодаря лазерной резке можно получать высокоточные детали с идеальными краями. Если выполняется резка металла толщиной свыше 10 мм, в зону реза дополнительно подаётся инертный газ. Охлаждение выполняется сжатым воздухом или водой. С помощью лазера можно обрабатывать сверхтонкие и хрупкие металлы.
Механическая резка металлов
Для механической резки используются токарные станки, пилы, прессы и абразивные круги. Резка с помощью механического оборудования также, как и промышленная, распространена и на производствах, и в быту.
Сегодня в специализированных магазинах можно недорого приобрести любое оборудование для механической резки:
- дисковые пилы;
- углошлифовальные машины, т.н. «болгарки»;
- компактные стационарные станки.
В быту такую резку часто используют при работах на водяных трубопроводах. На нефтедобывающих и газодобывающих производствах применяют особую, «безогневую резку».
Толщина реза при использовании механического оборудования составляет 1-2 мм в зависимости от типа используемого диска. Такая резка считается среднескоростной.
Ещё одна разновидность механической резки – рубка металла. Для этого используют гидравлические прессы или гильотинные ножницы. Твердосплавный нож с высокой скоростью и силой воздействует на поверхность металла, вызывая её разрушение в зоне контакта. Оборудование работает по принципу обычных ножниц со скользящими навстречу друг другу лезвиями. Усилие в несколько тонн создаётся гидравлическими или пневматическими приводами.
Недостатки гильотинных машин:
- высокая шумность при работе;
- необходимость регулярной заточки ножей;
- частые отказы.
На гильотинах нельзя раскраивать хрупкие и малопластичные металлы.
Роль автоматизации в процессе резания металлов
Основными показателями резки металлов являются:
- скорость;
- качество.
Применение автоматизированных систем для управления современным оборудованием позволяет повысить их оба, а также снизить риск получения травмы обслуживающим персоналом. Программное обеспечение для станков с ЧПУ постоянно совершенствуется и обновляется. Оно позволяет с точностью до тысячной доли миллиметра создать макет будущей детали. ПО автоматически корректирует скорость реза, скорость подачи материала, фокусное расстояние, угол наклона оптической головки. Координаты движения режущего инструмента в точности соответствуют «цифровому прототипу».
Преимущества автоматизированной резки сложно переоценить:
- высокое качество;
- большая производительность;
- безопасность для оператора;
- практически полное отсутствие брака.
Именно поэтому многие заказчики стараются обращаться в компании, обладающие развитым парком станков с ЧПУ. Станки с числовым программным управлением дают возможность создавать сложные геометрические формы, выполнять художественную резку, производить элементы для ответственных систем, узлов, агрегатов.
